DE1962815A1

DE1962815A1 - Fuehlersystem fuer kapazitiv ansprechenden Schaltkreis

Info

Publication number: DE1962815A1
Application number: DE19691962815
Authority: DE
Inventors: Atkins Carl E
Original assignee: Wagner Electric Corp
Current assignee: Wagner Electric Corp
Priority date: 1968-12-16
Filing date: 1969-12-15
Publication date: 1970-10-08
Also published as: FR2033208A6; US3593073A; GB1246738A; DE1962815B2

Description

betreffend

Fühlersystem für kapazitiv ansprechenden Schaltkreis Zusatz zu Patent (Patentanmeldung P l8 02 7j54.4)

Im Hauptpatent (Hauptpatentanmeldung

P 15 88 958.4) ist ein Fühlersystem für kapazitiv ansprechende, insbesondere zur Steuerung des Spülvorganges von sanitären Einrichtungen dienende Schaltkreise vorgeschlagen mit einer elektrisch leitenden Fühlereinrichtung, die sowohl eine erste Platte einer ersten Kapazität als auch eine erste Platt einer zweiten Kapazität bildet, wobei die

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zv;eite Platte der ersten Kapazität von einem Oojekt gebildet wird, das in einen vorbestimmten in der Nähe der Fühlereinrichtung gelegenen Bereich gelangt und die zweite Platte der zweiten Kapazität von einem elektrisch leitenden, einen größeren Umfang aufweisenden Element gebildet v.ird, das in der Nähe der Fühlereinrichtung angeordnet ist.

Durch diese Ausbildung des vorgeschlagenen Fühlersystems wird die bei Abwesenheit eines den Schaltkreis betätigenden Objektes vorhandene Restkapazität der Fühlereinrichtung gegen Erde vermindert und eine gewisse Unabhängigkeit des Wertes der Restkapazität von Änderungen des beim Spülvorgang auftretenden Wasserfilms erreicht.

In Weiterbildung dieses Fühlersystems wurde im Zusatzpatent (Zusatzpatentanmeldung P 18 02 73»4.4)

zu vorgenanntem Hauptpatent (Hauptpatentanmeldung

P 15 88 95δ.4) vorgeschlagen, das elektrisch leitende Element so anzuordnen, daß es die Fühlereinrichtung gegen ψ in der Nähe angeordnete geerdete Teile elektrisch abschirmt. Vielter ist in diesem Zusatzpatent (Zusatzpatentanmeldung P 18 02 7^4.4) bereits vorgeschlagen worden, daß an der sanitären Einrichtung vorzugsweise oberhalb derselben ein Gehäuse aus einem Material mit einer Dielektrizitätskonstanten höher als Luft zur Aufnahme des kapazitiv ansprechenden Schaltkreises angeordnet ist, wobei die Fühlereinrichtung vorzugsweise an der vorderen Innenfläche dieses

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Gehäuses angeordnet und das elektrischleitende Element als Platte ausgebildet ist und im wesentlichen die ganze hintere Fläche der Fühlereinrichtung abschirmt.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist die Schafiung eines verbesserten gegen geerdete Teile der sanitären Einrichtung und den geerdeten Was-seri/iim besonders gut abgeschirmten Fühlersystems.

Diese Aufgabe wird ausgehend von dem Fühler sy ε tem gemäß einem der Ansprüche 1 bis > oder 7 des Zusatzpa^eiioS

. (Zusatzpatentamr.eldung P lc Cc 7>·+·*0 dadurch

gelöst, daß ein rings um die Peripherie der r-ühlereinrichtung herum in geringem Abstand vor. dieser abgeordnetes elektrisch leitendes Ring- czv.. Rahmenteil als das die zweite Platte der zweiten Kapazität; bildende eleictris_-hleitende Element oder als Teil desseloen verwendet wird.

Die erfindun-rsgemäße Ausbildung des bietet den Vorteil, dai die Fühlereinrichtung insbesondere gegen seitlich von ihr angeordnete geerdete Teile der sanitären Einrichtung und den beim Spülvorgang auftretenden geerdeten Kasserfilm besser abgeschirmt ist und ganz allgemein ein günstigeres Verhältnis zwischen der bei Abwesenheit eines den Schaltkreis betätigenden Objektes zwischen Fühiereinrichtung und Erde vorhandenen Restkapazität und der bei Anwesenheit eines der. Schaltkreis betätigenden Objektes zwischen Fühlereinrichturu: und Erde

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vorhandenen Kapazität fcesceht, wodurch die Stabilität und die Empfindlichkeit des auf Kapazitätsänderungen ansprechenden Schaltkreises gesteigert wird.

Vorzugsweise wird das elektrischleitende Ring- bzw. Rahmenteil an der inneren Umfangsfläche des zur Aufnahme des kapazitiv ansprecnenden Schaltkreises dienenden Gehäuses angeordnet.

Im folgenden vird die Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert,

Es zeigt

Fig. 1 eine auseinandergezogene Ansicht der kapazitiven Steuersystemeinheit und

Fig. 2 eine Schaltung, die zeigen soll wie die bauliehen Teile des Fühiersysteras und andere Teile der Einheit Elemente des auf Kapazitätsänderungen ansprechenden Schaltkreises bilden.

In Fig. 1 wird die Einheit von einem Gehäuse 10 mit einer unteren Kante 12 umschlossen. Die Fühlereinrichtung 14 ist der vorderen inneren Oberfläche des Gehäuses 10 angepaßt. Ein elektrischleitender Ring 15, der einen Vorsprung 17 aufweist, ist in dem Gehäuse 10 angeordnet, wobei er den

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Rand des Fühlers 14 umschließt. Eine Abschirmung Ic besitze Aufhängehaken 1Ö und ein isolierendes Band 20, das entlang der unteren Kante und den Seitenkanten der Abschir-. mung verläuft. Ein Federkontakt 19 erstrecke sich von der Abschirmung Ic nach oben, um einen elektrischen Kontakt mit dem Vorsprung 17 des leitenden Ringes 15 herzustellen. Das Koaxialkabel 22, das sich von der Abschirmung 16 aus erstreckt, enthält einen äußeren Leiter £4, einen inneren Leiter 2o und einen elektrisch isolierenden überzug 2?. Die Abschirmung Ic ist elektrisch mit dem äußeren Leiter 24 verbunden. Die Fühlereinrichtung 14 ist elektrisch mit dem inneren Leiter 25 durch eine Feder 26 verbunden. Die Befestigungsplatte 30 besiüst einen Rückenteil 32* zwei Seitenteile 3"* ^und 3^. Ein Behälter 40 .für die elektronischen Schaltelemente und das Spülventil 42 sind an dem Rückenteil 32 befestigt. An jedem der Seitenteile jh- und 3c sind Befestigungsansätze -4-4 und 4o angebracht, an denen die Abschirmung Io aufgehängt wird. Durch die Befestigungsansätze 44 und 4o wird die Abschirmung Ic von der Befestigungsplatte 30 elektrisch isoliert. Die geerdete V/asser- leitung 46 verläuft zuerst durch eine öffnung 49 in dem Rückenteil 32 und sodann nach unten zu einer Leitung 52 in dem oberen Teil der Toilette bzw. des Pissoirs. Diese Leitung wird gewöhnlich aus der Pissoirleitung selbst gebildet, und durch sie wird der Wasserstrom nach den Seiten verteilt, so daß ein Vorhang auf der zurückspringenden

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senkrechten Wand des Pissoirs gebildet wird. Der Wasserf'luß verläuft zuerst von dem rückwärts gelegenen Eingangsanschluß des Pissoirs nach vorne und sodann seitlich durch die Leitung 52j wobei die Leitung eine Zahl von öffnungen besitzt, die im Abstand voneinander üoer ihre Länge ausgebildet sind, um einen Wasservorhang zu bilden.

In Fig. 2 ist dargestellt, wie verschiedene Elemente ^ der Einheit die kapazitiver. Elemente des Oszillatorkreises bilden. Die Fühiereinriehtung I^ bildet eine erste gemeinsame Platte von C-, und G_p. Die Abschirmung 16 bildet eine zweite Platte von C₂ · Folglich v;ird ein erster Anteil Δ ., Cp von Co zwischen der Fühlereinrientung 14 und der Abschirmung It- gebildet. Da die Fühler einrichtung 14 elektrisch mit dem Innenieiter 2c des Koaxialkabels 22 und die Abschirmung elektrisch mit dem Außenleiter 24 des Koaxialkabels 22 verbunden ist, wird ein zweiter Anteil Δ Q von Q gebildet. Schließlich ist zum Zwecke der Einstellung eine veränder-™ liehe Kapazität A _, c_p zwischen den Innen- und den Außenleiter 20 und 24 des Koaxialkabels 22 geschaltet. Ein zusätzlicher Anteil A ^ C_p von Cp wird zwischen der Antenne und dem leitenden Hing 15 gebildet, wobei das Gehäuse als ein Dielektrikum dazwischen dient. Mithin wird der Wert von ,

C durch die arithmetische Summe dieser^-parallelgeschalteten 2

Anteile A _χ C₂, A _g C₂, A C₂ und Λ ^ C_g gebildet. Die zweite Platte von C₁ wird durch eine Person gebildet, die

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sich in der Nähe der Fühlereinrichtung 14 und der geerdeten Elemente der Einheit begibt; d.h. es wird ein einziger Anteil A₁C. von C. zwischen der Antenne 14 und dem Körper eines Benutzers gebildet. Das Auftreten irgendeiner anderen bedeutenden Kapazität zwischen der PUhlereinrichtung 14 und Erde wird durch die Einfügung einer Abschirmung lü zwischen der Fühlereinrichtung 14 und der geerdeten Befestigungsplatte j5O verhindert. Aul" diese V.'eise werden die beiden Kapazitäten C. und C₀ gebildet. Die Widerstandselemente R₁, Rp und R-, des Oszillatorkreises sind bestimmte punktförraijverteilte Widerstände. Die durcrh den Cszillatorkrexö erzeugten Impulse können einem Verstärker zügerührt werden, dessen Ausgangssignal den Schaltkreis betätigt, der die Inbetriebsetzung und Au3erbetriebsetzung einer Eeiastung steuert, die bei der vorliegenden Erfindung ein Spülventil enthält.

Jedes elektrische Feld, das sich in dem Gehäuse 10 zwischen der Fühlereinrichtung 14 und den geerdeten Elementen in der sanitären Einrichtung, au: der die Einheit angeordnet ist, ausbilden könnte, wird durch den leitenden Rir.g I^ unterbunden, der näher bei diesen Elementen ist als die Pühlereinrichtung 14. Hieraus resultiert ein relativ geringer Wert von C., wenn kein Signal abgegeben wird. Besonders bei dem in der früher eingereichten Anmeldung der Anmelderin

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mit dem neuen amtlichen Aktenzeichen P 18 02 73^·^ gezeigten Ausführungsbeispiel liegt der Wert von C-, wenn kein Signal abgegeben wird, zwischen 15 und 17 Pikofarad, während dieser Wert bei dem vorliegenden in Fig. 1 gezeigten Ausführungsbeispiel nur zwischen 4 und 5 Pikoi'arad beträgt. Es wurde gefunden, daß die Stabilität des in Fig. 2 gezeigten Oszillatorschaltkreises erhöht wird, wenn der Wert, den die ?Capazität C, besitzt, wenn kein Signal abgegeben wird, ver-φ mindert v;ird, d.h., daß die Funktion dieses Schaltkreises in g eringerem Maße durch Veränderungen der Werte der anderen Schaltkreieelemente betroffen wird. Auch wird hierdurch ein besseres Verhältnis zwischen der Kapazität, die besteht, wenn ein Signal abgegeben wird und der Restkaj)azit erreicht und die Empfindlichkeit gesteigert.

Der leitende Ring 15 ist so geformt, daß er der inneren Form des Gehäuses 10 folgt und ist so nahe wie praktisch möglich, bei der Fühlereinrichtung 14 angeordnet, um diese wirksamer abzuschirmen. Die Gefahr des Überspringens der Elektrizität· zwischen der Fühlereinrichtung 14 und dem leitenden Ring 15 über die innere Oberfläche des Gehäuses 10 bringt eine Beschränkung in Bezug auf den möglichen minimalen Abstand mit sich.

Es wurde gefunden, daß die Kapazität gegen Erde der zweiten Platte der Kapazität Cp einen wesentlich geringeren

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Einfluß auf die Funktion des Schaltkreises hat als die Veränderungen der Kapazität gegen Erde der ersten gemeinsamen Platte. Daher ist es auch wünschenswert, den in Fig. 1 und 2 gezeigten leitenden Ring 15 so breit wie praktisch möglich zu machen, um seine Abschirmwirkung zu verbessern.

Alle in den Anmeldungsunterlagen offenbarten Angaben und Merkmale, insbesondere die offenbarte räumliche Ausgestaltung werden, soweit sie einzeln oder in Kombination gegenüber dem Stand der Technik neu sind, als erfindungswesentlich beansprucht.

- Ansprüche -

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Claims

A η a υ r U c h e

1. Fühlersystem für einen auf Kapazitätsänderungen ansprechender! Schaltkreis, insbesondere zur Verwendung bei der Steuerung des Spülvorgar.ges von sanitären -Einrichtungen, mit; einer elektrisohleitenden Fühlereinrichtung, die sowohl eine erste Platte einer ersten Kapazität als auch eine erste Platte einer zweiten Kapazität bildet, wobei die zweite Platte der ersten Kapazität von einem Objekt gebildet wird, das in einen vorbestimmten in der Nähe des Fühlers

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gelegenen Bereich gelangt und -eü« zv/eite Platte der zweiten Kapazität ein elektrisohleitendes, einen größeren Umfang aufweisendes Element aufweist, das in der Mähe der Fühlereinrichtung so angeordnet ist, da£ es die Fühlereinriohtung gegen in der Nähe angeordnete geerdete Teile elektrisch abschirmt, nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder 7 des

Patents (Patentanmeldung P 18 02 7J54.4), dadurch

gekennzeichnet, daS ein rings um die Peripherie der Fühlereinrichtung (l4) herum in geringem Abstand von dieser angeordnetes elektriscnleitenaes Ring- bzw. Rahmenteil (15) als das eine zweite Platte der zweiten Kapazität ι (Cp) bildende elektrischleitende Element (15) oder als Teil desselben verwendet wird.

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2. Fühlersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das elektrischleitende Rin^- bzw. Rahmenteil (Ii?) an der innerer. Umi'angsfläche des zur Aufnahme des kapazitiv ansprechenden Schaltkreises dienenden Gehäuses (10) angeordnet ist.

;). Auf Kapazitätsänderungen ansprechender Schaltkreis zur Steuerung des Einschaltens und Abschaltens einer Last, wobei dieser Schaltkreis erste und zweite Kapazitäter. umfaßt, gekennzeichnet durch ein anpassunfsfähiges Fühlersystem zur Veränderung bestehender Einrichtungen mit einer einzigen eiektrisohieitendei: Fühlereinrichtung (14), die sowohl eine erste Platte der ersten Kapazität (C,) als auch eine erste Platte der zweiten Kapazität (CU) bildet und so angeordnet ist, dai sie mit einem Objekt, das sich in eine vorbestimmte Nähe zu ihr oder aus dieser Nähe heraus bewegt, zusammenwirkt, vocei dieses Objekt eine zweite Platte der ersten Kapazität (C,) bildet und Veränderunger, in der ersten Kapazität (C₁ ) verursacht und ein elektrischleitendes Ring- bzw. Rahmenteil-

das
(15) um die Peripherie der Fühiereinrichtung (14) herum in geringem Abstand von dieser angeordnet ist, um eine zweite Platte der zweiten Kapazität (C) zu bilden.

4. Antennensystem nach Anspruch 3* gekennzeichnet durch ein elektrischleitendes abschirmendes

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Element (16), von dem mindestens eine Oberfläche so geformt und räumlich in Bezug auf die Fühlereinrichtung (14) so angeordnet ist, daß die Fühlereinrichtung (14) von geerdeten Bauelementen in der Nähe der Fühlereinrichtung (14) elektrisch abgeschirmt wird, wobei dieses abschirmende Element (16) eine zweite Platte der zweiten Kapazität (Cp) bildet.

5. Antennensystem nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß ein Koaxialkabel (22) mit einem inneren (2c) und einem äußeren Leiter (24) vorgesehen ist, daß der innere Leiter elektrisch mit der Fühlereinrichtung (14) und der äußere Leiter elektrisch mit dem abschirmenden Element (16) verbunden ist, daß das Koaxialkabel einen Anteil der zweiten Kapazität (C₂) bildet und dazu dient, die Fühlereinrichtung (14) und das abschirmende Element (16) mit dem übrigen Teil des auf Kapazitätsänderungen ansprechenden Schaltkreises zu verbinden.

t. Antennensystem nach Anspruch ^, gekennzeichnet durch eine einstellbare Kapazität ( Δ -i C), die elektrisch zwischen den Innen- (26) und den Außenleiter (24) des Koaxialkabels (22) geschaltet ist und einen Anteil der zweiten Kapazität (C₂) bildet.

7· Antennensystem nach Anspruch j5, gekennzeichnet durch ein Gehäuse (10) zur Aufnahme des auf Kapazitätsänderungen ansprechenden Schaltkreises, das dazu

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eingerichtet ist, benachbart einer sanitären Einrichtung angeordnet zu werden und aus einem Material besteht, das eine wesentlich höhere Dielektrizitätskonstante als Luft .besitzt, wobei die Fühlereinrichtung (14) und der leitende Ring (15) an der vorderen Innenfläche des Gehäuses (10) angeordnet sind.

8. Antennensystem nach Anspruch 7, dadurch g e k e η η zeichnet , daS ein Befestigungsglied vorgesehen ist mit einander gegenüberliegenden Seitenteilen (34, 36) und Vorsprüngen (44, 46),'die sich von dem vorderen oberen Bereich der Seitenteile (34, 36) aus nach innen erstrecken und daß die Abschirmung (l6) im wesentlichen "L"-förmig ausgebildet ist und einen isolierenden Streifen (20) entlang der unteren horizontalen und den senkrechten Kanten und zwei Haken (l8) besitzt, mit denen die Vorsprünge (44, 46) in Eingriff gebracht werden können, um die Abschirmung (Id) zwischen im wesentlichen der gesamten vorderen Fläche des Befestigungsgliedes und der hinteren Fläche der Fühlereinrichtung (14) aufzuhängen und die Abschirmung (16) von dem Befestigungsglied (30) elektrisch zu isolieren, daß das Gehäuse (10) an der oberen äußeren Fläche der sanitären Einrichtung anliegt und daß die Fühlereinrichtung (14) gegen die vordere Innenfläche (54) des Gehäuses (10) gelagert ist.

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